小型汽油机生产和技术发展展望论文_项达尚

1 生产情况14.7kW以下小型通用汽油机是世界上产量居第二位的大机种,1998年产量为3412.7万台,仅次于3500.5万台的轿车汽油机,远高于摩托车的2026.4万台产量(14.7kW以下为1861.8万台)。小型通用汽油机的产量以北美、日本、西欧为最大,按用途分则以农用为最多,包括草坪修剪机、植保机械和其他农田作业机械等;工业用其次,包括扫雪机、雪橇、各种工业配套机组等。1998年主要的地区或国家按用途分类的产量见下表1: 2 技术水平世界小型通用汽油机的主要技术指标以及我国同类产品的相应指标汇总如表2所示(只统计单缸机):应当注意的是,以上参数可供对照参考,并非直接可比,对比时需考虑有关的因素。例如,我国四冲程机油耗率476g/kWh指标出现在136ml排量机型上,而为家庭用就更少。近年来我国市场开始出现了新的变化,从长远看是有很大发展空间的。 国外同样的指标则出现在排量􀀁88ml的部分机型上。又如,功率的标定方法各国不尽相同,国外标定用最大功率,而实际推荐使用的功率一般要低10~15%,我国则一般按12h功率标定,部分二冲程机用15min功率标定。另外,在可靠性、耐久性、噪声、排放等方面我国产品与国外相比还有相当差距。总之,在作对比时还需根据具体情况进行具体分析。3 技术发展3.1 性能的改善(1)提高压缩比:四冲程机由侧置气门改为顶置气门(有的还用顶置凸轮轴),采用表面积/容积比(面容比)更小的燃烧室,可以缩短火焰传播距离和减少散热面积,从而可以采用较高的压缩比(由6~7提高至8以上),动力性、经济性均可得到较大幅度的提高,一般可使燃油消耗率降低25~30%,机油消耗率降低50%。我国单缸通用四冲程汽油机现全为侧置气门,压缩比在6.0~6.8范围,性能指标也相应较差。国外在二冲程机方面也对燃烧室设计和扫气过程作了改进,压缩比可以提高至8以上,最高达11􀀁5,性能也有了改进提高,我国同类产品的压缩比为6~8。(2)改进点火系统:采用热火花晶体管无触点电子点火、CDI无触点点火等,可加强点火能量,并且无需维护,可靠性也更好。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3.2 轻量化(1)采用轻质材料:除机体由铸铁改为铝合金(四冲程机)外,还有凸轮轴的齿轮和凸轮部分采用压铸铝(允许表面压力127kPa)或树脂(如尼龙66,允许表面压力40~60kPa)材料,化油器采用树脂材料,连杆采用粉末冶金铝基材料等。(2)采用耐油齿型传动顶置凸轮轴,齿型传动带用内装式布置,结构紧凑,可大大减轻气门传动机构的重量,见图1。(3)采用低位布置顶置凸轮轴和拐臂式摇臂以降低整机高度,这同时也减轻了重量。(4)采用布置在曲轴上方的凸轮轴和拐臂式推杆,使气门传动机构更紧凑,可减轻重量。(5)采用缸头、机体、曲轴箱整体化设计,使结构简化,可减轻重量。见图1。现代技术的发展甚至使四冲程机达到了二冲程机的重量等级。3.3 使用方便性(1)改善起动性能:采用带离心回位机构的自动机械减压装置、采用大能量的无触点点火系统等。(2)润滑油低油位自动报警。(3)四冲程机用顶置气门,可减少燃烧积炭,从而减少清理工作量,还可使气门间隙调整更方便。(4)用四冲程机代替二冲程机,可减少清理火花塞积碳和消声器积碳的工作量,并省去混合燃油与润滑油的工作,在存放不用时也无需事先放油。3.4 降低噪声和振动(1)改进消声器,采用大容量消声器和空气滤清器。(2)采用齿型带传动顶置凸轮轴,可在降低噪声的同时改善音质(在700Hz以上范围的分贝数有较大幅度的降低)。(3)采用树脂材料制造齿轮(正时齿轮、机油泵齿轮)和凸轮轴上的凸轮。(4)气门正时凸轮型线优化。(5)采用全塑料风扇、塑料树脂风扇罩壳,风扇采用不等距叶片设计以避免共振。3.5 降低排放(1)改善燃烧过程,顶置气门比侧置气门有利,可降低HC。(2)空燃比略稀对排放有利,还需减少空燃比离散度,为此需严格控制化油器主喷嘴、量孔的加工精度。(3)改善机体刚性并采用组合油环,以减少因窜机油而造成排放恶化。(4)进气门杆部加密封,防止机油进入气缸使排放恶化。参考文献[1]袁兆成主编.内燃机设计.机械工业出版社,2008.[2]廖发良,杨宏.小型汽油机的性能改进研究[A].重庆交通大学学报(自然科学版),2011,230卷1期.

论文作者:项达尚

论文发表刊物:《红地产》2017年4月

论文发表时间:2018/11/16

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